Forskare från Sechenov University, tillsammans med sina andra kinesiska och amerikanska forskare, har undersökt de senaste framstegen när det gäller användningen av skelettmuskulära stamceller, specificera de centrala utmaningarna som är tillämpliga på MPC:s tillämplighet vid cellterapi, och beskriver de mest lovande genombrottsteknikerna. Resultaten av denna forskning rapporterades i Applied Physics recensioner , artikeln har blivit hyllad av redaktionen.

Stamceller är celler som har kapacitet att utvecklas (eller differentieras) till en specifik celltyp, till exempel, muskelvävnadsceller. Denna förmåga gör dem till nyckelkandidater för cellterapi vid behandling av skadad muskelvävnad på grund av skada, sjukdom, eller åldersrelaterade dysfunktioner. Tekniken kan beskrivas enligt följande:stamceller skördas från patientens friska muskelvävnadsprov, odlas in vitro och ympas sedan på patientens skadade vävnader. Metoden kräver lämplig miljö (liknande den i människokroppen) för att möjliggöra differentiering av stamceller under laboratorieförhållanden. Dock, vara mycket känslig för de subtila förändringarna i den tillväxtbärande mikromiljön, stamceller kan förändra sina beteendemönster ex vivo och förlora förmågan att differentieras till måltyper av celler.

Forskningen visar att korrekt hantering av stamcellens beteende kräver både en lämplig byggnadsställning (eller en 'ryggrad' på vilken vävnaden odlas) och extracellulär matris som förbinder de omgivande cellerna och reglerar de intracellulära processerna.

Extracellulär matris som tillhandahåller mikromiljön för stamceller in vivo innehåller hundratals olika proteiner, lipider, och kolhydrater, som spelar en avgörande roll för vävnadsregenerering. Denna mikromiljö är extremt aktiv och dess interna processer är avgörande för celltillväxt och migration. Trots den befintliga mängden konstgjorda extracellulära matriser, inklusive de som härrör från djurvävnader, inhemska mänskliga vävnader förblir den mest gynnsamma miljön för cellodling.

Innan rapporten publicerades författarna hade designat extracellulära matris-härledda ställningar för biofabricering av hud, skelettmuskel och njurvävnader som visade utmärkta livskraftsresultat på grund av deras vävnadsspecifika differentiering. För att konstruera funktionella matriser, alla celler och deras komponenter som kan utlösa immunreaktion under ympning isoleras mekaniskt, eller tvättas med bearbetningslösning, från målvävnadsprovet. Forskarna har designat och testat en vävnadsavkalkningsmetod som effektivt tar bort cellkomponenterna, samtidigt som dess strukturella stöd - matrisen - och aktiva föreningar (cytokiner, tillväxtfaktorer), som i huvudsak styr cellbeteendet. Detta möjliggjordes genom att påskynda decellulariseringsprocessen:lösningen förblir i kontakt med kritiska föreningar under en kortare tid, säkerställa deras integritet och livskraft. Det finns också ett antal extracellulära matrishydrogeltyper som har visat sig vara rimligt effektiva i vävnadskonstruktion och näringstillförsel.

Som Peter Timashev, en bidragande författare och direktör för Institute for Regenerative Medicine vid Sechenov University, påpekade, "När man konstruerar vävnader eller kroppsorgan in vitro, vi strävar alltid efter att skapa den typ av miljö som skulle vara så identisk med människokroppen som praktiskt möjligt. Med det sagt, den extrema komplexiteten hos extracellulär matrismakeup gör tillverkningen av fullt hållbara konstgjorda matriser ouppnåelig vid denna tidpunkt. Därför, vårt mål är att försöka extrahera matrisen mycket noggrant och använda den i konstruktionsmålvävnader - denna teknik kommer att möjliggöra en korrekt reproduktion av levande vävnader i framtiden och underlätta deras tillämpning i kliniska miljöer. "